Um elemento de aquecimento elétrico tem resistência R = 8,0 O e é alimentado por tensão V = 230 V. Calcule a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um elemento de aquecimento elétrico tem resistência R = 8,0 O e é alimentado por tensão V = 230 V. Calcule a potência P (W) usando P = V²/R e a energia E (J) dissipada em t = 30 min. Comente brevemente o risco térmico associado.
- A) E = 1,00×107 J; t = 1 hora.
- B) P = 6,20×10³ W; dissipação é inofensiva.
- C) P = 10,25×10³ W; o risco é baixo.
- D) P = 6,61×10³ W; E = 1,19×107 J em 30 min. Risco: queimaduras e possível incêndio sem proteção adequada.
- E) P = 5,50×10³ W; E = 9,90×107 J.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. V = 230 V, R = 8,0 ohms e t = 30 min, que equivalem a 1800 s.
- Calcular a potência. P = V^2/R = 230^2/8,0 = 52900/8,0 = 6612,5 W, ou seja, aproximadamente 6,61×10^3 W.
- Calcular a energia dissipada. E = P×t = 6612,5 × 1800 = 11 902 500 J, ou seja, aproximadamente 1,19×10^7 J.
- Avaliar o risco térmico. Uma potência de cerca de 6,6 kW convertida em calor em um elemento de aquecimento pode elevar rapidamente a temperatura de superfícies e materiais próximos, causando queimaduras e risco de incêndio se não houver isolamento, proteção ou controle adequados.
- Comparar com o gabarito. Meu resultado coincide com o gabarito oficial, alternativa D.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A apresenta energia e tempo incompatíveis com P = 6,61 kW em 30 min. A alternativa B calcula a potência incorretamente e afirma que a dissipação é inofensiva, o que contraria o risco térmico. A alternativa C erra o cálculo de P e subestima o risco. A alternativa E erra P e também a energia, que não corresponde a P×t para 30 min.
💡 Dica: Calcule a potência e a energia separadamente, e discorra sobre o risco térmico.
Alternativa por alternativa
O aluno parece ter tratado o tempo como 1 hora e fixado uma energia arredondada sem recalcular P×t a partir da potência correta.
O aluno errou o cálculo de V²/R e acreditou que aquecer um elemento elétrico com essa potência seria inofensivo, desconsiderando o aquecimento intenso.
O aluno calculou V²/R incorretamente, obtendo cerca de 10,25 kW, e assumiu que o risco térmico seria baixo sem avaliar a temperatura atingida.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência e calcular valores incorretos para a energia dissipada.
P = V²/R = 230²/8,0 = 6.612,5 W ˜ 6,61×10³ W. t = 30 min = 1800 s; E = P·t = 6.612,5·1800 = 1,19025×107 J ˜ 1,19×107 J. Potência elevada implica risco térmico sem isolamento e proteção.
O aluno errou a potência (5,50 kW) e multiplicou por um tempo convertido de forma incorreta, obtendo uma energia de 9,90×10^7 J que não corresponde a P×t em 30 min.
Raio-X da questão
potência elétrica e energia
avaliacao
potência elétrica · cálculo de energia
Revisar a relação entre potência, resistência e energia em circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a fórmula da potência e calcular valores incorretos para a energia dissipada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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